KR20030050623A - variable inertia type torsional vibration damper - Google Patents

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    • F16F2222/02—Special physical effects, e.g. nature of damping effects temperature-related

Abstract

PURPOSE: An inertia changing type damping apparatus of torsion vibration is provided to maintain natural frequency by offsetting changes of a spring constant of a buffing portion due to change of temperature with change of inertia due to changes of a diameter of a changing portion. CONSTITUTION: An inertia changing type damping apparatus of torsion vibration includes a buffing portion(10); a changing portion(14) and a mass portion(16). The buffing portion is composed of buffers as rubber type to support a rotating shaft on a middle portion by inserting the rotating shaft to a through hole(12). The changing portion is combined to an outer peripheral portion of the buffing portion. The changing portion changes a diameter according to change of temperature by changing thermal expansion to change inertia. The mass portion is inserted to the changing portion. The changing portion comprises first and second metal plates(14a,14b). The first metal plate inside the changing portion has low thermal expansion rate and the second metal plate outside the changing portion has high thermal expansion rate relatively. First and second metal plates are arranged around the buffing portion radially. Therein, the changing portion changes a diameter by changing curvature of pieces like a bimetal according to change of temperature. Therefore, normal damping function is operated.

Description

이너셔 가변형 비틀림 진동감쇠장치{variable inertia type torsional vibration damper}Variable inertia type torsional vibration damper

본 발명은 이너셔 가변형 비틀림 진동감쇠장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비틀림 진동감쇠장치에서 온도에 따른 고유 진동수의 변화를 이너셔의 변화를 통해 상쇄시켜 비틀림 진동감쇠장치의 고유 진동수를 온도의 변화에 무관하게 일정하게 유지함으로써, 온도의 변화가 수반되는 환경하에서도 정상적인 기능의 구현을 도모할 수 있도록 하는 이너셔 가변형 비틀림 진동감쇠장치에 관한 것이다.The present invention relates to an inertia variable torsional vibration damping device, and more particularly, to the natural frequency of the torsional vibration damping device by offsetting the change in natural frequency with temperature in the torsional vibration damping device through the change of the inertia. By maintaining a constant irrespective of the invention, the present invention relates to an inertia-variable torsional vibration damping device that enables the realization of a normal function even in an environment involving a change in temperature.

일반적으로 동력을 전달하는 축과 같은 회전체는 회전중 비틀림 진동을 받게 되는 바, 특히 크랭크 샤프트와 같이 엔진으로부터 끊임없이 변동되는 주기적인 회전력의 변화를 부여받는 부재에서는 고속으로 회전중 비틀림 진동이 발생하기 쉽고, 또한 부재가 구부러지거나 기하학적인 중심과 질량의 중심이 일치하지 않을 때에는 휠링이라는 굽힘진동이 발생할 수도 있다.In general, a rotating body such as a shaft that transmits power receives torsional vibration during rotation. In particular, a torsional vibration during rotation occurs at a high speed in a member such as a crankshaft, which is constantly subject to a change in cyclical rotational force. If the member is bent or the geometric center and the center of mass do not coincide, a bending vibration called wheeling may occur.

따라서, 회전체의 회전중 발생하는 비틀림 진동의 감쇠를 위해 축상에는 이른 바 비틀림 진동감쇠장치가 설치되는 바, 상기 비틀림 진동감쇠장치는 도 1에 도시된 바와 같다.Therefore, the so-called torsional vibration damping device is installed on the shaft for damping the torsional vibration generated during the rotation of the rotating body. The torsional vibration damping device is as shown in FIG. 1.

즉, 종래 비틀림 진동감쇠장치는 고속으로 회전하는 회전축(S)상에 원형이면서 고무류의 완충성이 있는 물질로 이루어져 고정되어 장착되는 비틀림 진동 댐퍼(1)로 이루어진다.That is, the conventional torsional vibration damping device is made of a torsional vibration damper (1) fixed and mounted on the rotating shaft (S) rotating at high speed made of a circular and rubber-like material.

그리고, 상기 비틀림 진동 댐퍼(1)는 이를 구성하고 있는 고무의 고유한 물성인 스프링 상수(k)와, 고무의 중량(m)을 통해 특정한 영역의 고유 진동수(ω)를가지게 되는 데, 상기 비틀림 진동 댐퍼(1)를 구성하는 고무의 고유 진동수(ω)는 고무의 스프링 상수(k)에 대한 고무의 중량(m)이 가지는 이너셔(I;inertia)의 비에 대한 제곱근으로부터 구해진다.The torsional vibration damper 1 has a spring constant k, which is an inherent physical property of the rubber constituting the rubber, and a natural frequency ω of a specific region through the weight m of the rubber. The natural frequency ω of the rubber constituting the vibration damper 1 is obtained from the square root of the ratio of the inertia I of the weight m of the rubber to the spring constant k of the rubber.

즉, In other words,

이다.to be.

그런데, 상기 비틀림 진동 댐퍼(1)를 이루고 있는 고무는 온도의 변화에 따라 스프링 상수(k)의 값이 변화되는 물성적인 특성, 보다 상세하게는 고무의 스프링 상수(k)의 값이 온도와 반비례하는 특성을 갖고 있기 때문에, 상기 비틀림 진동 댐퍼(1)는 도 2에 도시된 바와 같이, 온도의 변화에 따라 이의 고유 진동수 영역이 변화되는 단점을 가지고 있다.However, the rubber constituting the torsional vibration damper 1 is a physical property that the value of the spring constant (k) changes in accordance with the change in temperature, more specifically, the value of the spring constant (k) of the rubber is inversely proportional to the temperature Since the torsional vibration damper 1 has a disadvantage in that its natural frequency region changes as the temperature changes, as shown in FIG. 2.

이는 상기 비틀림 진동 댐퍼(1)를 이루고 있는 고무의 스프링 상수(k)의 값이 온도와 반비례하는 특성으로 기인되는 현상인 것이다.This is a phenomenon due to the characteristic that the value of the spring constant k of the rubber forming the torsional vibration damper 1 is inversely proportional to the temperature.

따라서, 상기 비틀림 진동 댐퍼(1)는 주변의 온도의 변화에 따라 이를 구성하고 있는 고무의 고유 진동수의 영역에 대한 변화가 크기 때문에, 온도의 변화가 극심한 조건하에서는 공진을 유발하는 등, 비틀림 진동을 감쇠시키는 본연의 효과를 기대하기 어려운 문제가 있다.Therefore, the torsional vibration damper 1 has a large change in the area of the natural frequency of the rubber constituting the torsional vibration damper 1 according to the change of the surrounding temperature, thus causing torsional vibration such as causing a resonance under extreme temperature change. There is a problem that it is difficult to expect the natural effect of attenuation.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 온도의 변화에따라 변화되는 비틀림 진동 댐퍼를 구성하는 고무의 고유 진동수의 변화를, 온도의 변화에 따른 비틀림 진동 댐퍼의 직경 변화로부터 기인되는 이너셔의 변화로서 상쇄시키도록 함으로써, 상기 비틀림 진동 댐퍼가 주변의 온도 변화와 무관하게 일정한 수준의 고유 진동수를 가지도록 하여 진동 절연의 고유한 제 기능을 구현할 수 있도록 하는 이너셔 가변형 비틀림 진동감쇠장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the above, and the change in the natural frequency of the rubber constituting the torsional vibration damper that changes with temperature changes is caused by the change in the diameter of the torsional vibration damper according to the temperature change. Inverter variable torsional vibration damping device which allows the torsional vibration damper to have a certain level of natural frequency irrespective of the change in ambient temperature so that the torsional vibration damper can implement a unique function of vibration isolation. The purpose is to provide.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 회전축과의 결합을 위한 관통구멍을 갖춘 완충성 물질의 완충부와, 이 완충부의 외주에 온도의 변화에 따라 열팽창의 정도를 달리하여 직경의 변화를 통한 이너셔의 변화를 초래하는 가변부 및, 이 가변부상에 끼워져 결합되는 소정 중량의 중량부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object, the buffer portion of the buffer material having a through-hole for coupling with the rotating shaft, and the change in the diameter by varying the degree of thermal expansion in accordance with the change of temperature on the outer periphery of the buffer portion Characterized in that it comprises a variable portion for causing a change in inertia through, and the weight portion of the predetermined weight to be fitted on the variable portion.

도 1은 종래 비틀림 진동감쇠장치의 구성을 도시한 개략도.Figure 1 is a schematic diagram showing the configuration of a conventional torsional vibration damping device.

도 2는 종래 비틀림 진동감쇠장치의 고유 진동수가 온도 대비 변화되는 상태를 도시한 그래프.Figure 2 is a graph showing a state in which the natural frequency of the conventional torsional vibration damping device changes with respect to temperature.

도 3은 본 발명에 따른 이너셔 가변형 비틀림 진동감쇠장치를 도시한 구성도.Figure 3 is a block diagram showing an inertia variable torsional vibration damping device according to the present invention.

도 4는 도 3에 도시된 이너셔 가변형 비틀림 진동감쇠장치가 고온시 직경이 축소된 상태를 도시한 구성도.Figure 4 is a configuration diagram showing a state in which the inertia variable torsional vibration damping device shown in Figure 3 is reduced in diameter at high temperatures.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>

10-완충부10a-중공부10-buffered part 10a-hollow part

12-관통구멍14-가변부12-through hole 14-variable

14a-제1금속판14b-제2금속판14a-first metal plate 14b-second metal plate

16-중량부16a-끼움부재16 parts by weight 16a-fitting member

16b-중량체16b-weight

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 이너셔 가변형 비틀림 진동감쇠장치를 도시한 구성도이고, 도 4는 도 3에 도시된 이너셔 가변형 비틀림 진동감쇠장치가 고온시 직경이 축소된 상태를 도시한 구성도이다.Figure 3 is a block diagram showing an inertia variable torsional vibration damping device according to the present invention, Figure 4 is a block diagram showing a state in which the diameter of the inertia variable torsional vibration damping device shown in Figure 3 is reduced at high temperatures. .

본 발명에 따른 비틀림 진동감쇠장치는 도면에 도시된 바와 같이, 회전축(도시안됨)을 중앙부위에 삽입하여 이를 지지하는 관통구멍(12)을 갖춘 고무류의 완충성 물질로 이루어진 완충부(10)와, 이 완충부(10)의 외주부에 결합됨과 더불어 온도의 변화에 따라 열팽창의 정도를 달리하여 직경의 변화를 도모하여이너셔(I;interia)의 변화를 초래하는 가변부(14) 및, 이 가변부(14)상에 끼워져 결합되는 소정 중량의 중량부(16)를 포함하여 구성된다.Torsional vibration damping device according to the present invention, as shown in the figure, and the buffer portion 10 made of a rubber-like buffer material having a through hole 12 for inserting and supporting a rotating shaft (not shown) in the central portion; The variable part 14 is coupled to the outer circumferential part of the buffer part 10 and changes the diameter by varying the degree of thermal expansion in accordance with the change of temperature, resulting in a change of the inertia (I; interia), and It is configured to include a weight portion 16 of a predetermined weight is fitted on the variable portion (14).

여기서, 상기 가변부(14)는 다수겹의 금속판이 접합됨과 더불어 소정의 곡률을 가지는 단편들로 이루어지되, 내측의 금속판은 열팽창율이 작은 제1금속판(14a)이고, 외측의 금속판은 열팽창율이 상대적으로 큰 제2금속판(14b)으로 구성된다.Here, the variable part 14 is composed of fragments having a predetermined curvature with a plurality of metal plates bonded to each other, wherein the inner metal plate is the first metal plate 14a having a low thermal expansion rate, and the outer metal plate has a thermal expansion rate. This relatively large second metal plate 14b is constituted.

그리고, 상기 가변부(14)는 원호형상임과 더불어 각각 소정의 수량으로 분할형성되어, 각각의 분할된 제1,제2금속판(14a,14b)들이 상기 완충부(10)의 전 둘레에 걸쳐 방사상으로 이격되게 배치되도록 결합되어 있다.In addition, the variable portion 14 is arc-shaped and divided into a predetermined quantity, respectively, so that the divided first and second metal plates 14a and 14b are disposed over the entire circumference of the buffer portion 10. Are arranged to be radially spaced apart.

이에 따라, 상기 가변부(14)는 온도의 변화에 따라, 특히 온도가 상승하는 경우에 있어, 상기 제1금속판(14a)과 제2금속판(14b) 사이의 열팽창 정도의 변화를 나타내게 되는 데, 이때 외측에 위치한 제2금속판(14b)의 열팽창량이 내측에 위치한 제1금속판(14a) 보다 커지기 때문에, 상기 가변부(14)의 전체 직경은 감소하게 된다.Accordingly, the variable portion 14 shows a change in the degree of thermal expansion between the first metal plate 14a and the second metal plate 14b in accordance with a change in temperature, particularly when the temperature rises. At this time, since the thermal expansion amount of the second metal plate 14b located on the outside becomes larger than the first metal plate 14a located on the inside, the overall diameter of the variable portion 14 is reduced.

즉, 상기 가변부(14)는 온도의 변화에 따라 바이메탈과 같이 단편들의 곡률에 변화가 발생하여 전체의 직경이 변화될 수 있도록 구성된 것이다.That is, the variable portion 14 is configured such that the change in the curvature of the fragments, such as bimetal, in accordance with the change in temperature can change the diameter of the whole.

또한, 상기 중량부(16)는 상기 가변부(14)들 사이의 틈새(14c)로 끼워져 결합되는 끼움부재(16a)와, 이 끼움부재(16a)의 외측으로 일체로 결합된 소정 중량의 중량체(16b)로 구성된다.In addition, the weight portion 16 is a fitting member (16a) is fitted into the gap (14c) between the variable portion 14 and the weight of the predetermined weight integrally coupled to the outside of the fitting member (16a) It consists of a sieve 16b.

한편, 상기 완충부(10)는 상기 가변부(14) 사이의 틈새(14c)로 설치되는 중량부(16)의 결합부위를 따라 부재의 일부가 절개된 형태의 중공부(10a)를 갖추고있는 바, 이 중공부(10a)는 상기 가변부(14)가 온도의 변화에 따른 곡률의 변화로 인해 직경의 변화를 나타낼 때 상기 완충부(10)의 변형을 용이하게 해 주는 역할을 수행한다.On the other hand, the shock absorbing portion 10 is provided with a hollow portion (10a) in which a portion of the member is cut along the coupling portion of the weight portion 16 is installed as a gap (14c) between the variable portion 14 The hollow part 10a serves to facilitate deformation of the buffer part 10 when the variable part 14 exhibits a change in diameter due to a change in curvature according to a change in temperature.

따라서, 상기와 같은 구조의 비틀림 진동감쇠장치는 온도의 변화에 따른 상기 완충부(10)의 스프링 상수(k)가 변화되는 경우에, 상기 가변부(14)의 전체 직경의 변화를 도모하여 상기 완충부(10)와 가변부(14)의 전체 부위가 가지는 이너셔(I)의 변화를 초래함으로써, 상기 비틀림 진동감쇠장치의 고유 진동수를 온도의 변화와 무관하게 일정한 수준으로 유지할 수 있게 된다.Therefore, in the torsional vibration damping device of the above structure, when the spring constant k of the shock absorbing portion 10 is changed according to the change of temperature, the change of the overall diameter of the variable portion 14 is achieved. By causing a change in the inertia (I) of the entire portion of the buffer portion 10 and the variable portion 14, it is possible to maintain the natural frequency of the torsional vibration damping device at a constant level irrespective of the change in temperature.

이를 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.This will be described in more detail as follows.

상기 비틀림 진동감쇠장치의 완충부(10)를 구성하는 물질의 스프링 상수(k)가 온도의 상승에 따라 작아지게 되면, 상기 비틀림 진동감쇠장치의 가변부(14)는 온도의 상승에 따라 각각의 단편들의 곡률의 변화로 인해 도 3의 정상 상태에서 도 4의 변형 상태로 변화되어 전체 직경의 감소를 초래하게 되고, 이는 곧 상기 비틀림 진동감쇠장치가 가지는 이너셔(I)의 감소를 초래하게 되며, 이로 인해, 상기 비틀림 진동감쇠장치의 고유 진동수에는 변화가 없게 되는 것이다.When the spring constant k of the material constituting the shock absorbing portion 10 of the torsional vibration damping device decreases with an increase in temperature, the variable portion 14 of the torsional vibration damping device is increased according to an increase in temperature. Due to the change in curvature of the fragments, it changes from the normal state of FIG. 3 to the deformation state of FIG. 4, resulting in a decrease in the overall diameter, which in turn causes a reduction of the inertia I of the torsional vibration damping device. Therefore, there is no change in the natural frequency of the torsional vibration damping device.

즉, 온도의 변화(증가)에 따른 상기 완충부(10)의 스프링 상수(k)의 변화(감소)를 상기 가변부(14)의 직경 감소에 따른 이너셔(I)의 변화(감소)로서 상쇄시킴으로써, 상기 비틀림 진동감쇠장치의 고유 진동수에는 변화가 없게 되는 것이다.That is, the change (decrease) of the spring constant k of the buffer part 10 according to the change (increase) of the temperature is the change (decrease) of the inertia I according to the decrease of the diameter of the variable part 14. By canceling out, there is no change in the natural frequency of the said torsional vibration damping device.

이 경우에 있어, 상기 비틀림 진동감쇠장치의 완충부(10)가 온도의 상승에 따라 스프링 상수(k)가 작아지는 것은 앞서 종래 기술에 설명한 바와 같이 스프링상수(k)는 온도와 반비례하는 특성으로부터 기인하는 현상이고, 상기 비틀림 진동감쇠장치의 가변부(14)가 온도의 상승에 따른 곡률의 변화로 스프링 상수(k)와 동일하게 이너셔(I)의 감소를 초래하는 것은, 상기 이너셔(I)가 물체의 반경의 제곱에 비례하기 때문에 기인하는 현상인 것이다.In this case, the spring constant k becomes smaller as the shock absorbing portion 10 of the torsional vibration damping device increases in temperature, as described in the related art. It is a phenomenon that is caused, and the variable portion 14 of the torsional vibration damping device causes the reduction of the inertia (I) in the same way as the spring constant (k) due to the change in curvature according to the increase in temperature. This is because I) is proportional to the square of the radius of the object.

한편, 상기와 같이 온도의 상승에 따라 상기 가변부(14)의 직경이 도 4에 도시된 바와 같이, 감소되는 경우에, 상기 완충부(10)는 상기 가변부(14) 사이의 틈새(14c)에 위치하는 중공부(10a)를 매개로 하여 원활하게 수축되어진다.On the other hand, when the diameter of the variable portion 14 is reduced as shown in Figure 4, as the temperature rises as described above, the buffer portion 10 is the gap 14c between the variable portion 14 It is contracted smoothly through the hollow portion 10a positioned in the).

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 이너셔 가변형 비틀림 진동감쇠장치에 의하면, 온도의 변화에 따른 상기 완충부(10)의 스프링 상수(k)의 변화가 상기 가변부(14)의 직경 변화에 따른 이너셔(I)의 변화로서 상쇄될 수 있게 됨으로써, 상기 비틀림 진동감쇠장치는 주변 온도의 변화가 발생하는 환경에서도 이의 고유 진동수를 원래의 수준으로 유지할 수 있으므로, 정상적인 진동 감쇠의 기능을 발휘할 수 있게 된다.As described above, according to the inertia variable torsional vibration damping apparatus according to the present invention, the change of the spring constant k of the buffer unit 10 according to the change of temperature is caused by the change of the diameter of the variable unit 14. By being able to be offset by the change of the shear (I), the torsional vibration damping device can maintain its natural frequency at the original level even in an environment in which the change of the ambient temperature occurs, thereby exhibiting the function of normal vibration damping. .

Claims (4)

회전축과의 결합을 위한 관통구멍(12)을 갖춘 완충성 물질의 완충부(10)와, 이 완충부(10)의 외주에 온도의 변화에 따라 열팽창의 정도를 달리하여 직경의 변화를 통한 이너셔(I)의 변화를 초래하는 가변부(14) 및, 이 가변부(14)상에 끼워져 결합되는 소정 중량의 중량부(16)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 이너셔 가변형 비틀림 진동감쇠장치.A buffer part 10 of a buffer material having a through hole 12 for coupling with a rotating shaft, and an inner through a change in diameter by varying the degree of thermal expansion according to the temperature change on the outer periphery of the buffer part 10. Inertia variable torsional vibration damping device, characterized in that it comprises a variable portion 14 causing a change in the shearer (I) and a weight portion 16 of a predetermined weight fitted on the variable portion (14) . 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 가변부(14)는 소정의 곡률을 가지는 단편들로 이루어짐과 더불어, 각각 내측에 열팽창율이 작은 제1금속판(14a)과, 외측에 열팽창율이 상대적으로 큰 제2금속판(14b)으로 구성되어, 상기 완충부(10)의 전 둘레에 걸쳐 방사상으로 이격되게 배치되어 결합된 것을 특징으로 하는 이너셔 가변형 비틀림 진동감쇠장치.The variable portion 14 is composed of fragments having a predetermined curvature, and is composed of a first metal plate 14a having a small thermal expansion rate inside each of them, and a second metal plate 14b having a relatively large thermal expansion coefficient outside thereof. Inertia variable torsional vibration damping device, characterized in that coupled to the radially spaced over the entire circumference of the buffer portion (10). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 중량부(16)는 상기 가변부(14) 사이로 결합되는 끼움부재(16a)와, 이 끼움부재(16a)의 외측으로 일체로 결합된 중량체(16b)로 구성된 것을 특징으로 하는 이너셔 가변형 비틀림 진동감쇠장치.The weight portion 16 is an inertia variable type, characterized in that composed of a fitting member 16a coupled between the variable portion 14 and a weight body 16b integrally coupled to the outside of the fitting member 16a. Torsional vibration damping device. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 완충부(10)는 상기 가변부(14) 사이의 틈새(14c)로 설치되는 중량부(16)의 결합부위를 따라 부재의 일부가 절개된 형태의 중공부(10a)를 갖춘 것을 특징으로 하는 이너셔 가변형 비틀림 진동감쇠장치.The shock absorbing portion 10 is characterized by having a hollow portion 10a in which a part of the member is cut along a coupling portion of the weight portion 16 installed as the gap 14c between the variable portions 14. Inertia variable torsional vibration damping device.
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